DE1096070B

DE1096070B - Device for making projected images easier to focus

Info

Publication number: DE1096070B
Application number: DEO6331A
Authority: DE
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: Optische Werke G Rodenstock
Priority date: 1958-08-29
Filing date: 1958-08-29
Publication date: 1960-12-29

Description

Einrichtung zum Erleichtern des Scharfstellens projizierter Bilder Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erleichtern des Scharfstellens projizierter Bilder durch Erweiterung des die Unschärfe bestimmenden tSffnungswinkels. Es handelt sich dabei um eine Einrichtung, die an Projektionsgeräten angebracht wird, um das von ihnen entworfene Bild bequemer oder sicherer scharf einstellen zu können. Dies ist vor allem dann von Wert, wenn die Scharfstellung mit einer Messung verbunden ist, beispielsweise bei Scheitelbrechwertmessern, bei denen die Verschiebung des beim Scharfstellen längs der optischen Achse bewegten optischen Systems ein Maß für die Brechkraft eines in dieser Hinsicht auszumessenden Brillenglases darstellt. Handelt es sich hierbei um einen Projektions-Scheitelbrechwertmesser, dann ist das scharfzustellende Bild der Testmarke verhältnismäßig groß, die Apertur des Lichtbündels also klein, und um optimale Schärfe des Bildes einzustellen, ist eine erhebliche Verschiebung der Testmarke oder der Kollimatorlinse im Gerät erforderlich. Dies geht aber auf Kosten der Einstellgenauigkeit. Means for making projected images easier to focus The invention relates to a device for facilitating the focusing of projected Images by expanding the opening angle that determines the blurring. It deals This is a device that is attached to projection equipment to enable the to be able to focus the image designed by you more comfortably or safely. this is of particular value when focusing is combined with a measurement is, for example in the case of a lensmeter, in which the displacement of the when focusing along the optical axis moving optical system a measure represents the refractive power of a spectacle lens to be measured in this regard. If this is a projection lensmeter, then this is it The image of the test mark to be focused is relatively large, the aperture of the light beam so small, and in order to set optimal sharpness of the picture, is a considerable It is necessary to move the test mark or the collimator lens in the device. this but is at the expense of the setting accuracy.

Es sind Scheitelbrechwertmesser bekannt, bei denen zwei Strahlenbündel benutzt werden, um zwei Testmarken durch zwei räumlich voneinander getrennte Stellen des zu prüfenden Glases hindurchzuführen und dann zwei Markenbilder zu entwerfen. There are vertex refractometer known in which two bundles of rays used to place two test marks through two spatially separated locations of the glass to be tested and then to design two brand images.

Auch wurde bereits vorgeschlagen, das Bild der Marke durch drehbare Prismen in verschiedene Lagen zu bringen, um Gläser mit zylindrischer Wirkung messen zu können, und dabei ein zweites Lichtbündel durch eine kreisförmige Skala zu führen, die den Winkel der Zylinderachse im Gesichtsfeld erscheinen läßt.It has also already been suggested that the brand image be rotated through Bringing prisms in different positions in order to measure glasses with a cylindrical effect to be able to, while guiding a second light beam through a circular scale, which makes the angle of the cylinder axis appear in the field of view.

Auch sind Methoden bekannt, kleine Prismenwinkel dadurch bequemer oder genauer zu messen, daß man einen Lichtstrahl mehrfach mit Hilfe von Spiegeln od. dgl. durch das Prisma schickt. Methods are also known which make small prism angles more convenient Or, more precisely, to measure that one beam of light several times with the help of mirrors or the like. Sends through the prism.

Es wird daher vorgeschlagen, die Apertur des Strahlenbündels künstlich zu vergrößern. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch optische Mittel, die das abbildende Bündel räumlich so aufteilen und parallel zu sich selbst versetzen, daß die Bündel im ursprünglichen Bildpunkt wieder zum Bilde vereinigt werden können. Zweckmäßig werden die optischen Mittel an einer Stelle telezentrischen Strahlenganges eingefügt, damit ihr Aufbau möglichst einfach ist. It is therefore proposed that the aperture of the beam be artificially to enlarge. This is achieved according to the invention by optical means that Spatially divide the imaging bundles and move them parallel to themselves in such a way that the bundles in the original image point can be reunited to form an image. The optical means are expedient at one point of the telecentric beam path inserted so that their structure is as simple as possible.

Man wird also beispielsweise bei einem Projektionsgerät das Objektiv, das an sich das Bild auf einen Schirm wirft, auf Unendlich stellen, ihm dann im Sinne der Lichtrichtung das Mittel zur Aperturerweiterung und schließlich eine Linse folgen lassen, deren Brennweite gleich ihrem Abstand von dem Bildschirm ist. Doch ist die Erfindung nicht auf solche Mittel für telezentrischen Strahlengang beschränkt.So, for example, in a projection device, the lens which in itself throws the image onto a screen, set it to infinity, then im In terms of the direction of light, the means for aperture widening and finally a lens whose focal length is equal to their distance from the screen. Indeed the invention is not limited to such means for telecentric beam path.

Grundsätzlich besteht das optische Mittel aus einer Anordnung von reflektierenden Flächen, etwa einem Spiegelpaar oder besser einem Prisma, das das gegebene Lichtbündel seitlich parallel mit sich selbst versetzt, wobei Vorkehrungen getroffen sind, daß diese Versetzung gleichzeitig oder auch in zeitlicher Folge nach verschiedenen Richtungen - gesehen von der ursprünglichen optischen Achse aus - stattfindet. Dabei kann das ursprüngliche Lichtbündel durch bekannte Mittel geometrisch oder physikalisch in mehrere parallele Bündel aufgeteilt werden, so daß deren Abstand voneinander wesentlich größer ist als ihr Durchmesser. Durch die obengenannte nachgeschaltete Linse werden beide Bündel auf demselben Ort des Schirms vereinigt, auf dem ohne die in Rede stehenden Mittel das Bild entstehen würde. Basically, the optical means consists of one Arrangement of reflective surfaces, such as a pair of mirrors or, better still, a prism that has the given light bundle laterally parallel to itself offset, taking precautions are taken that this relocation simultaneously or in chronological order in different directions - viewed from the original optical axis - takes place. The original bundle of light can be geometrical by known means or physically divided into several parallel bundles so that their spacing from each other is much larger than their diameter. Through the above-mentioned downstream Lens, both bundles are united on the same place on the screen, on the one without the means in question the image would arise.

Es ist zum Beispiel möglich, zwei Rhombusprismen so mit den spitzwinkligen Kanten zusammenzulegen, daß in jedes von ihnen die Hälfte des ursprünglichen Bündels eintritt, und beide Bündel mit einem Abstand voneinander austreten zu lassen, der der doppelten optisch wirksamen Prismenlänge entspricht. Nach dem Durchgang durch die nachgeschaltete Linse bilden die beiden Teilbündel einen wesentlich größeren Winkel miteinander, als ihn das unbeeinflußte Bündel an derselben Stelle gehabt hätte. Natürlich wirkt sich die Winkelvergröflerung nur in einer Ebene aus, die durch die beiden Teilbündel gegeben ist. Man kann diese Wirkung aber auf alle Richtungen innerhalb des entworfenen Bildes erstrecken und dem Bilde damit auch im unscharfen Zustande eine symmetrische Erscheinung geben, wenn man die Prismen um das ursprüngliche Bündel als Achse rotieren läßt. Dies stellt einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung dar. It is for example possible to use two rhombic prisms like this with the acute-angled To merge edges that in each of them half of the original bundle enters, and to let both bundles emerge with a distance from each other, the corresponds to twice the optically effective prism length. After going through the downstream lens, the two sub-bundles form a much larger one Angle with each other when the uninfluenced bundle had it in the same place would have. Of course, the increase in the angle only has an effect in one plane, the is given by the two sub-bundles. But you can have this effect in all directions extend within the designed image and the image thus also in the blurred Conditions give a symmetrical appearance if the prisms around the original Lets the bundle rotate as an axis. This constitutes an essential part of the invention represent.

An Stelle der geometrischen Strahlenteilung ist es möglich, mittels einer halbdurchlässigen Spiegelschicht auch eine physikalische Teilung herbeizuführen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das ursprüngliche Bündel einen sehr kleinen Durchmesser hat, sich also nur mit sehr genau gebauten, also teuren Einrichtungen geometrisch halbieren läßt. Außerdem kann bei physikalischer Teilung eine Mehrzahl von Prismen, etwa drei oder vier, angeordnet werden, so daß hinsichtlich der Unschärfe bei nicht vollzogener Scharfstellung volle Symmetrie um die optische Achse besteht, auch, wenn die Prismen nicht rotieren. Andererseits ist es möglich, mit einem einzigen rotierenden Rhombusprisma auszukommen. Instead of the geometric beam splitting, it is possible to use a semitransparent mirror layer to bring about a physical division. this is particularly useful if the original bundle is a very small one Diameter, so only with very precisely built, so expensive facilities halved geometrically. In addition, a plurality can be used in the case of physical division of prisms, about three or four, can be arranged so that in terms of blurring there is full symmetry around the optical axis if the focus is not completed, even if the prisms do not rotate. On the other hand, it is possible with a single rotating rhombic prism.

An Stelle eines oder mehrerer Rhombusprismen kann auch ein Biprisma benutzt werden, wie es in Fotometern zum Vereinigen der zu vergleichenden Lichtbündel benutzt wird; ein solches Prisma kann auch für mehr als nur zwei Bündel gebaut und angewandt werden, und es kann sowohl ruhen als auch um die optische Achse rotieren. Ebenso können Vielkantprismen benutzt werden, die um eine zur optischen senkrechte Achse rotieren und dadurch das Strahlenbündel parallel zu sich selbst verschieben. Instead of one or more rhombus prisms, a biprism can be used, as is the case in photometers, to combine the bundles of light to be compared is used; Such a prism can also be built for more than just two bundles and can be applied, and it can both rest and rotate about the optical axis. Polygonal prisms can also be used, which are arranged around a perpendicular to the optical Rotate the axis and thereby move the beam parallel to itself.

Zweckmäßig ist es, mehrere, zweckmäßig zwei, solcher Prismen mit sich senkrecht kreuzenden Achsen anzuordnen.It is useful to have several, useful two, such prisms with you to arrange vertically intersecting axes.

In den Fig. 1 bis 5 sind einige Beispiele der Erfindung wiedergegeben. Bei ihnen allen entwirft das Objektiv 1 ein Bild der zu projizierenden Marke od. dgl. 2 im Unendlichen. In Fig. list in das Bündel ein Paar Rhombusprismen 31, 32 eingeschaltet, das das Bündel 4 halbiert und als zwei Teilbündel 41, 42 austreten läßt, die ihrerseits durch die zweckmäßig achromatische und sphärisch korrigierte Linse 5 auf dem Schirm 6 zu einem einheitlichen, scharfen Bild 7 vereinigt werden. Some examples of the invention are shown in FIGS. In all of them, the lens 1 creates an image of the mark to be projected od. like. 2 in infinity. In Fig. 1 a pair of rhombus prisms 31, 32 in the bundle switched on, which halves the bundle 4 and emerges as two sub-bundles 41, 42 leaves, which in turn is corrected by the appropriately achromatic and spherical Lens 5 on the screen 6 can be combined to form a uniform, sharp image 7.

In Fig. 2a und 2b sind die beiden Rhombusprismen 31, 32 durch drei Rhombusprismen 33, 34, 35 ersetzt, deren übereinanderliegende Enden teildurchlässige Verspiegelungen und aufgekittete Halbwürfelprismen 81, 82 tragen. Fig. 3 zeigt ein einziges Rhombusprisma36, das um die Achse des ursprünglichen Bündels 4 rotiert. In Fig. 2a and 2b, the two rhombus prisms 31, 32 are through three Replaced rhombic prisms 33, 34, 35, the superimposed ends of which are partially transparent Carry reflections and cemented half-cube prisms 81, 82. Fig. 3 shows a single rhombus prism36 that rotates around the axis of the original bundle 4.

Die Einrichtungen zur Drehung der Prismen um die Bündelachse 4 wurden in allen Figuren weggelassen. In Fig. 4 ist ein Hüfnersches Biprisma 37 gezeigt, das gegebenenfalls um die Achse des Bündels 4 rotiert. Fig. 5 stellt ein Paar von Vielkantprismen 38, 39 mit gekreuzten Rotationsachsen dar. The devices for rotating the prisms around the beam axis 4 were omitted in all figures. In Fig. 4 a Hüfner biprism 37 is shown, possibly around the axis of the bundle 4 rotates. Fig. 5 illustrates a pair of Polygonal prisms 38, 39 with crossed axes of rotation.

PATENTANSPRttCHE 1. Einrichtung zum Erleichtern des Scharfstellens projizierter Bilder durch Erweiterung des die Unschärfe bestimmenden Öffnungswinkels, gekennzeichnet durch optische Mittel, die das abbildende Bündel räumlich so aufteilen und parallel zu sich selbst versetzen, daß die Bündel im ursprünglichen Bildpunkt wieder zum Bilde vereinigt werden können. PATENT CLAIMS 1. Device to facilitate focusing projected images by expanding the opening angle that determines the blurring, characterized by optical means which spatially divide the imaging bundle and offset parallel to itself that the bundle in the original pixel can be reunited to form an image.

Claims

2. Device according to claim 1, characterized in that it is in telecentric beam path is arranged, and that it follows a collection system, whose focal length is equal to the distance from the screen.

3. Device according to claim 1, characterized in that the bundle by several, preferably two, rhombic prisms geometrically parallel to one another Part bundle is divided.

4. Device according to claim 1, characterized in that the bundle by several, preferably three, rhombus prisms symmetrically surrounding the optical axis subdivided with partially transparent reflective surfaces and attached supplementary prisms will.

5. Device according to claim 1 and 3 or 4, characterized in that that the prisms rotate around the axis of the original beam.

6. Device according to claim 1, characterized by a single one Rhombic prism that rotates around the axis of the original bundle.

7. Device according to claim 1, characterized by at least one Polygonal prism that rotates around an axis directed transversely to the beam path.

8. Device according to claim 1, characterized by a to the optical Axis rotating single or multiple biprism.

Documents considered: German Patent No. 915 629; German utility model No. 1 755 169; British Patent No. 591,991; French patent specification No. 1 031184.